JP2006350180A - 光学基板、光学基板の製造方法、面状照明装置及び電気光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 出射面から出射する光の輝度の均一性を向上させ、電気光学装置の生産性を向
上した光学基板、光学基板の製造方法、前記光学基板を備えた面状照明装置及び液晶表示
装置を提供することである。
【解決手段】 導光板２２の出射面２２ｂに、下地層形成材料の液滴を吐出して液状膜を
形成し、その液状膜を常温硬化する、あるいは加熱硬化することによって、レンズ形成材
料の液滴を撥液可能にして、出射面２２ｂから入射した光を屈折して拡散する下地層２４
を形成するようにした。そして、下地層２４のレンズ形成面２４ａに、レンズ形成材料の
液滴を吐出し、吐出した液滴に紫外線を照射して、マイクロレンズ２５を形成するように
した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光学基板、光学基板の製造方法、面状照明装置及び電気光学装置に関する。

従来、電気光学装置としての液晶表示装置には、液晶パネルの裏面側に、平面状の光を
照明する面状照明装置としてのバックライトが備えられている。バックライトには、薄型
化を容易にするために、液晶パネルの側面近傍にＬＥＤ等の光源を設け、光源からの光を
液晶パネルの裏面に導いて拡散する、いわゆるエッジライト型バックライトと、大型化を
容易するために、液晶パネルの裏面側に複数の冷陰極蛍光灯等の光源を設け、光源からの
光を拡散して液晶パネルに照射する、いわゆる直下型バックライトが知られている。

これらのバックライトには、液晶パネルに照射する光の輝度ムラを解消するために、光
源からの光を拡散させる光学基板が備えられている。例えば、エッジライト型バックライ
トには、光学基板を構成する導光板及び拡散シートが液晶パネルの裏面側に備えられて、
液晶パネルの側面側から導入される光を、導光板によって液晶パネルの裏面側に導き、導
光板から出射される光を、拡散シートで拡散するようになっている（例えば、特許文献１
）。また、直下型バックライトには、光学基板を構成する拡散板が液晶パネルの裏面側に
備えられて、液晶パネルの裏面側から導入される光を拡散して液晶パネルに照射するよう
になっている。そして、これら光学基板が光源からの光を拡散して液晶パネルを照明する
ことにより、液晶表示装置の表示画質を向上することができる。
特開２０００−０７６９１５号 公報

しかしながら、エッジライト型の拡散シートは、バックライトの薄型化と高輝度化を実
現するために、一般的に、そのシート部材の厚さを、数十μｍ〜数百μｍにしている。そ
のため、薄いシート部材の表面を加工処理するための製造工程や製造コストを要して、バ
ックライトの生産性、ひいては液晶表示装置の生産性を損なう問題を招いていた。

こうした問題は、上記する直下型の拡散板に、導光板としての光学的機能を付与するこ
とによって解決可能と考えられる。ところが、上記する拡散板では、基板の表面に、光を
拡散させるための微細な光学素子等を形成するため、光学素子の形状や数量に制約があり
、その拡散効率に限りがあった。しかも、上記する拡散板では、厚さが数ｍｍ程度のガラ
ス基板やポリカーボネート基板をフォトリソグラフィ法等によって表面加工する、あるい
は拡散板の金型を形成して射出成形することによって製造している。そのため、表面加工
に要する製造工程数の増加や、拡散板の設計変更毎に金型を成形するための製造コストの
増加を招いて、バックライトや液晶表示装置の生産性の向上には結びつかない。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、出射面から出
射する光の輝度の均一性を向上させ、電気光学装置の生産性を向上した光学基板、光学基
板の製造方法、前記光学基板を備えた面状照明装置及び電気光学装置を提供することであ
る。

本発明の光学基板は、基板の入射面から前記基板内に入射した光を、前記基板の出射面
から出射して拡散する光学基板において、前記基板の屈折率と異なる屈折率を有して前記
基板の前記出射面に堆積され、前記出射面の出射する光を前記出射面で屈折させて導入し
、前記導入した光を前記出射面と相対向するレンズ形成面から出射する下地層と、前記レ
ンズ形成面から突出するレンズ面を有して、前記下地層から入射する光を前記レンズ面か
ら出射して拡散するマイクロレンズと、を備えた。

本発明の光学基板によれば、基板の出射面から出射する光を、マイクロレンズによって
拡散させることができる。しかも、出射面とマイクロレンズとの間に、基板の屈折率と異
なる屈折率を有した下地層を介在させる分だけ、基板から出射する光の拡散効率を向上す
ることができる。

従って、光学基板から出射する光を、下地層とマイクロレンズによって拡散することが
でき、出射する光の輝度の均一性を向上することができる。
この光学基板は、前記マイクロレンズが、前記下地層と異なる屈折率を有するものであ
ってもよい。

この光学基板によれば、下地層からの光がマイクロレンズに入射するときに、下地層か
らの光を下地層のレンズ形成面で屈折させることができる。その結果、光学基板の拡散効
率を、さらに向上させることができる。

この光学基板において、前記基板は、前記入射面から入射する光を、前記出射面と、前
記出射面と相対向する前記基板の反射面で反射して、前記出射面に導く導光板であっても
よい。

この光学基板によれば、導光板に、出射する光の拡散機能を付与することができ、導光
板から出射する光の輝度の均一性を向上することができる。
本発明の光学基板の製造方法は、基板の入射面から入射した光を、前記基板の出射面か
ら出射して拡散する光学基板の製造方法において、前記基板の前記出射面に下地層形成材
料を含む第１の液滴を吐出し、前記出射面に着弾した前記第１の液滴を硬化することによ
って、前記出射面の出射する光を前記出射面で屈折して導入し、前記導入した光を前記出
射面と相対向するレンズ形成面から出射する下地層を形成する下地層形成工程と、前記下
地層の前記レンズ形成面にレンズ形成材料を含む第２の液滴を吐出し、前記レンズ形成面
に着弾した前記第２の液滴を硬化することによって、前記下地層から入射する光を出射し
て拡散するマイクロレンズを形成するレンズ形成工程と、を備えた。

本発明の光学基板の製造方法によれば、出射面からの光を屈折して拡散する下地層及び
マイクロレンズを、それぞれ出射面に吐出した第１の液滴及びレンズ形成面に吐出した第
２の液滴の硬化によって形成することができる。そのため、基板と異なる屈折率を有した
シート等を下地層として利用して拡散効率を向上させる場合に比べて、光学基板を製造す
るための部材点数を削減することができる。また、フォトリソグラフィ法等による表面加
工や射出成形等によって光学基板（マイクロレンズ）を製造する場合に比べて、マスクや
レプリカ等を形成する製造工程や製造コストを削減することができる。従って、出射面か
ら入射した光を拡散して輝度の均一性を向上した光学基板を、より簡便な方法で製造する
ことができ、その生産性を向上することができる。

この光学基板の製造方法において、前記下地層は、前記第２の液滴を撥液する撥液性を
備えるようにしてもよい。
この光学基板の製造方法によれば、下地層が第２の液滴を撥液するため、第２の液滴の
濡れ広がりを抑制することができ、所望の形状のマイクロレンズを形成することができる
。

この光学基板の製造方法において、前記レンズ形成面に着弾した前記第２の液滴に紫外
線を照射して前記第２の液滴を硬化するようにしてもよい。
この光学基板の製造方法によれば、紫外線照射によって第２の液滴を硬化するため、加
熱乾燥処理や減圧乾燥処理等によって第２の液滴を硬化させる場合に比べて、基板の熱的
変形や機械的変形（例えば、熱膨張による変形）を回避することができる。

この光学基板の製造方法において、前記基板は、前記入射面から入射する光を、前記出
射面に導く導光板であってもよい。
この光学基板の製造方法によれば、出射面から入射した光を拡散して輝度の均一性を向
上した導光板を、より簡便な方法で製造することができ、その生産性を向上することがで
きる。

本発明の面状照明装置は、光源と、前記光源から入射面に導入された光を出射面から出
射する光学基板とを備えた面状照明装置において、前記光学基板は、上記する光学基板で
ある。

本発明の面状照明装置によれば、光学基板が、出射する光の拡散機能を有するため、別
途拡散部材（例えば、拡散シート）を配設することなく面状照明装置を構成することがで
きる。従って、面状照明装置の部材点数や製造コスト、製造工程数を削減することができ
、その生産性を向上することができる。

本発明の電気光学装置は、面状照明装置からの光を変調して出射する電気光学装置にお
いて、前記面状照明装置は、上記する面状照明装置である。
本発明の電気光学装置によれば、生産性を向上した電気光学装置を提供することができ
る。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。まず、本発明の
電気光学装置としての液晶表示装置について説明する。図１は、液晶表示装置の概略斜視
図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１において、液晶表示装置１は、液晶パネル２と面状照明装置としてのバックライト
３を備えている。
液晶パネル２は、前記バックライト３側に備えられた四角板状のガラス基板（対向基板
４）と、前記対向基板４と相対向するガラス基板（素子基板５）とが、シール部材６（図
２参照）を介して貼り合わされることによって形成されて、これら対向基板４と素子基板
５の間の間隙に、液晶７（図２参照）が封入されている。

図２に示すように、対向基板４の素子基板５側（上側）の側面には、透明導電膜からな
る対向電極８が積層されて、図示しない電源回路からの所定の共通電位が供給されるよう
になっている。対向電極８の上側には、配向処理の施された配向膜９ａが積層されて、前
記対向電極８の近傍で、前記液晶７の配向を所定の配向に設定するようになっている。

図１に示すように、素子基板５の対向基板４側（下側）の側面には、一方向（Ｘ矢印方
向）に延びる複数の走査線１１が形成されて、図示しない走査線駆動回路からの走査信号
が、所定のタイミングで出力されるようになっている。走査線１１と直交する方向（Ｙ矢
印方向）には、複数のデータ線１２が形成されて、図示しないデータ線駆動回路からの表
示データに基づくデータ信号が、所定のタイミングで入力されるようになっている。

これら走査線１１とデータ線１２の交差する位置には、対応する走査線１１及びデータ
線１２に接続されて、マトリックス状に配列される複数の画素領域１３が形成されて、各
画素領域１３内には、それぞれＴＦＴ等の図示しない制御素子と、透明導電膜からなる画
素電極１４が形成されている。これらデータ線１２（走査線１１）及び画素電極１４の下
側には、図２に示すように、配向処理の施された配向膜９ｂが積層されて、前記画素電極
近傍で、液晶７の配向を所定の配向に設定するようになっている。

尚、本実施形態では、対向基板４の上側であって、その法線方向をＺ矢印方向という。
そして、走査線１１が線順次走査に基づいて１本ずつ順次選択されると、画素領域１３
の制御素子が順次、選択期間中だけオン状態となり、対応するデータ線１２及び制御素子
を介して、対応する前記画素電極１４にデータ信号が出力される。すると、画素電極１４
と対向電極８の電位差に応じて、液晶７の配向状態が、後述するバックライト３からの照
明光Ｌを変調するように維持されて、変調された照明光Ｌが、図示しない偏光板を通過す
るか否かによって、液晶パネル２に所望する画像が表示される。

尚、本実施形態の液晶表示装置１は、画素領域１３にＴＦＴ等を備えた、いわゆるアク
ティブマトリックス方式の液晶表示装置であるが、例えばパッシブ方式の液晶表示装置で
あってもよい。また、本実施形態の液晶表示装置１は、バックライト３側に対向基板４を
配設する構成にしたが、これに限らず、例えばバックライト３側に素子基板５を配設する
構成であってもよい。

図２に示すように、バックライト３には、その反Ｘ矢印方向側に、ＬＥＤ等の光源２１
が備えられて、光源２１から出射された光が、図示しないリフレクタ等を介して、そのＸ
矢印方向側に配設される光学基板としての導光板２２の外側面（入射面２２ａ）に向かっ
て出射されるようになっている。すなわち、本実施形態のバックライト３は、エッジライ
ト型バックライトである。

導光板２２は、Ｚ矢印方向から見て略四角形状に形成された光透過性の板部材であって
、例えばアクリル系樹脂やポリカーボネート、ポリエステル等の透明樹脂材料、あるいは
ガラスや石英等の無機透明材料によって形成されている。導光板２２のＺ矢印方向の厚さ
は、前記光源２１から離間する方向（Ｘ矢印方向）に、徐々に薄くなるように形成されて
いる。詳述すると、導光板２２は、その上面（出射面２２ｂ）が、Ｚ矢印方向に対して垂
直に形成されて、下面（反射面２２ｒ）が、前記光源２１から離間する方向（Ｘ矢印方向
）に向かって、Ｚ矢印方向に傾斜するように形成されている。

本実施形態の導光板２２の平均厚さ（Ｚ矢印方向の幅の平均値）は、後述する導光板２
２の光学的機能を得るために、約１ｍｍで形成されているが、これに限られるものではな
い。

その導光板２２の反射面２２ｒには、出射面２２ｂから出射する光の輝度分布を均一化
するための図示しない多数の反射ドットや反射溝等が形成されて、その下側には、光反射
性を有したアルミニウム等からなる反射シート２３が配設されている。

そして、導光板２２の入射面２２ａから導光板２２の内部に導入された光は、出射面２
２ｂと反射面２２ｒに反射屈折されて導光板２２の内部を伝播し、反射面２２ｒから漏れ
る漏れ光が反射シート２３によって出射面２２ｂ側に反射される。そして、出射面２２ｂ
に対する臨界角を超える成分の光が、順次出射面２２ｂから出射されるようになっている
。

換言すれば、入射面２２ａから入射した光の中で、その進行方向がＺ矢印方向（反Ｚ矢
印方向）に近くなる光は、出射面２２ｂの光源２１側（反Ｘ矢印方向側）から出射される
ようになっている。一方、入射面２２ａから入射した光の中で、その進行方向がＸ矢印方
向に近くなる光は、反射面２２ｒの反射によって、出射面２２ｂのＸ矢印方向側から出射
されるようになっている。つまり、光源２１からの光は、出射面２２ｂの略全面から出射
されるようになっている。

図２に示すように、導光板２２の出射面２２ｂには、略全面にわたって均一な膜厚で堆
積された下地層２４が形成されている。下地層２４は、導光板２２と異なる屈折率を有し
て、後述するレンズ形成材料Ｆ２（図６参照）からなる液滴Ｄを撥液する撥液性を有した
フッ素系の透明樹脂材料で形成されている。例えば、本実施形態における導光板２２の屈
折率は１．４から１．６であって、下地層２４の屈折率は１．３から１．６の中で、導光
板２２の屈折率と異なる値である。

そして、下地層２４は、出射面２２ｂから入射する光を出射面２２ｂで屈折し、そのＺ
矢印方向の側面（レンズ形成面２４ａ）の面方向に拡散して出射するようになっている。
この下地層２４は、後述する下地層形成工程において、前記導光板２２の出射面２２ｂ
に、後述する下地層形成材料Ｆ１の液滴Ｄ１（図４参照）を吐出し、出射面２２ｂに着弾
した液滴Ｄ１からなる液状膜２４Ｌ（図４及び図５参照）を硬化させることによって形成
されている。

上記する下地層２４のレンズ形成面２４ａには、多数のマイクロレンズ２５が形成され
ている。マイクロレンズ２５は、レンズ形成面２４ａの全体にわたり均一に形成された半
球面状の凸レンズである。詳述すると、マイクロレンズ２５は、図３に示すように、その
外径（レンズ径Ｗａ）が、約５０μｍで形成されて、隣り合うマイクロレンズ２５との間
の距離（離間距離Ｗｂ）が、約３．５μｍとなるように、レンズ形成面２４ａの全面にわ
たり、正三角形の格子パターン状に最密に形成されている。各マイクロレンズ２５は、前
記下地層２４と異なる屈折率を有して、前記レンズ形成面２４ａから入射する光を、前記
レンズ形成面２４ａとマイクロレンズ２５の表面（レンズ面２５ａ：図３及び図７参照）
で屈折して拡散するようになっている。例えば、本実施形態における下地層２４の屈折率
は１．３から１．６であって、マイクロレンズ２５の屈折率は１．４から１．７の中で、
下地層２４の屈折率と異なる値である。また、各マイクロレンズ２５は、拡散した光の最
大強度の方向を、後述するプリズムシート２６に対して最適な方向に導くレンズ係数を有
している。

本実施形態では、上記する各マイクロレンズ２５の中心位置を、目標吐出位置Ｐａとい
う。
このマイクロレンズ２５は、後述するレンズ形成工程において、前記下地層２４のレン
ズ形成面２４ａに、後述するレンズ形成材料Ｆ２の液滴Ｄ（図６参照）を吐出して、吐出
した液滴Ｄを硬化させることによって形成されている。

そして、レンズ形成面２４ａからの光が各マイクロレンズ２５に出射されると、各マイ
クロレンズ２５に入射する光は、出射面２２ｂで屈折されて、マイクロレンズ２５から出
射するときに、さらにマイクロレンズ２５のレンズ面２５ａで屈折される。すなわち、マ
イクロレンズ２５に入射した光は、出射面２２ｂとレンズ面２５ａで拡散（均一化）され
て、反射面２２ｒの反射等によって形成された輝点や輝線、ムラ等を拡散させる。そして
、均一化された光は、その最大強度の方向が、後述するプリズムシート２６に対して最適
な方向に導かれる。

図２に示すように、マイクロレンズ２５の上側には、プリズムシート２６が配設されて
いる。プリズムシート２６は、Ｘ矢印方向に沿ってアレイ状に配列された微小なリニアプ
リズムを有する第１プリズムシート２６ａと、Ｙ矢印方向に沿ってアレイ状に配列された
微小なリニアプリズムを有する第２プリズムシート２６ｂを重ね合わせたシートである。
このプリズムシート２６は、第１プリズムシート２６ａ及び第２プリズムシート２６ｂに
よる屈折によって、マイクロレンズ２５からの光の最大強度の方向を、Ｚ矢印方向に導く
ようになっている。

そして、マイクロレンズ２５からの光がプリズムシート２６に出射されると、プリズム
シート２６に入射した光は、プリズムシート２６による屈折によって、その最大強度の方
向をＺ矢印方向にした照明光Ｌとして、液晶パネル２を照明する。

この際、液晶パネル２を照明する照明光Ｌは、出射面２２ｂに堆積した下地層２４と、
下地層２４のレンズ形成面２４ａに形成したマイクロレンズ２５による拡散分だけ、その
輝度の均一性を向上している。さらに、液晶パネル２を照明する照明光Ｌは、マイクロレ
ンズ２５からの光をプリズムシート２６に対して最適な方向に導いている分だけ、その輝
度を向上するようになる。これによって、バックライト３は、その照明光Ｌの輝度と均一
性を向上して、液晶表示装置１の表示画質を向上している。

次に、上記する導光板２２の製造方法について説明する。図４〜図７は、導光板２２の
製造方法を説明する説明図である。
まず、導光板２２の出射面２２ｂに、液滴Ｄ１を吐出して、その液滴Ｄ１からなる液状
膜２４Ｌを硬化させて下地層２４を形成する下地層形成工程を行う。まず、液滴Ｄ１を吐
出するための液滴吐出装置３０の構成について説明する。

図４に示すように、液滴吐出装置３０には、基板ステージ３１が備えられている。基板
ステージ３１は、その上面（載置面３１ａ）の所定の位置に、前記出射面２２ｂを上側に
した導光板２２を載置固定するようになっている。その基板ステージ３１には、ステージ
駆動機構３２が連結されている。ステージ駆動機構３２は、例えばＸ軸方向に延びるネジ
軸と、そのネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、制御装置３
３に駆動制御されて、基板ステージ３１（導光板２２）をＸ矢印方向及び反Ｘ矢印方向に
搬送するようになっている。

そして、ステージ駆動機構３２が、制御装置３３からの駆動信号を受けると、基板ステ
ージ３１は、導光板２２の出射面２２ｂを反Ｘ矢印方向に搬送移動して、その出射面２２
ｂを、後述する吐出ノズルＮの直下に順次通過させるようになっている。

出射面２２ｂの上側には、液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッドという。）３４が配
置される。吐出ヘッド３４には、その下側にノズルプレート３５が備えられて、ノズルプ
レート３５の下面（ノズル形成面３５ａ）には、Ｚ矢印方向に貫通形成された多数の吐出
ノズル（以下単に、ノズルという。）Ｎが、Ｙ矢印方向（図４において紙面に垂直方向）
に沿って配列されている。

本実施形態では、出射面２２ｂ上であって各ノズルＮと相対する位置を、着弾位置Ｐｎ
という。
各ノズルＮのＺ矢印方向には、それぞれ図示しない液状体タンクに連通するキャビティ
３６が形成されて、液状体タンクの導出する下地層形成材料Ｆ１が導入されるようになっ
ている。そして、キャビティ３６は、導入された下地層形成材料Ｆ１を、それぞれ対応す
るノズルＮに供給するようになっている。

キャビティ３６のＺ矢印方向には、Ｚ矢印方向及び反Ｚ矢印方向に振動可能に貼り付け
られた振動板３７が備えられて、キャビティ３６内の容積を拡大・縮小可能にしている。
振動板３７のＺ矢印方向には、各ノズルＮに対応する圧電素子ＰＺが配設されている。圧
電素子ＰＺは、制御装置３３からの駆動信号を受けて収縮・伸張し、前記振動板３７をＺ
矢印方向及び反Ｚ矢印方向に振動させて、キャビティ３６内を加圧・減圧するようになっ
ている。

本実施形態の下地層形成材料Ｆ１は、フッ素系の透明樹脂材料であるが、これに限らず
、硬化した状態で、導光板２２と異なる屈折率を有する材料であればよい。
フッ素系の透明樹脂材料としては、例えばフッ化ビニリデン単位を主成分とする重合体
（フッ化ビニリデン重合体）を利用することができ、フッ化ビニリデン単位を５０質量％
以上含む重合体であって、フッ化ビニリデン単位を１００質量％で含むフッ化ビニリデン
単独重合体であってもよいし、フッ化ビニリデンと共重合し得る単量体との共重合体であ
ってもよい。

フッ化ビニリデンと共重合し得る単量体としては、例えばトリフロロエチレン、テトラ
フロロエチレン、ヘキサフロロエチレン、ヘキサフロロイソブテン、ヘキサフロロプロピ
レン、パーフロロアルキルビニルエーテル、クロロトリフロロエチレン、エチレンなどが
挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いられる。

また、重合体としては、主鎖に脂肪族環構造を有する非晶質パーフルオロ重合体が好適
である。非晶質パーフルオロ重合体の具体例としては、ＣＦ_２＝ＣＦＯ（ＣＦ_２）_ｎＣＦ
＝ＣＦ_２（ｎ＝１〜３）の環化重合体、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオ
キソール）、パーフルオロ−１，３−ジオキソールの単独重合体を挙げることができる。
これらのモノマーの複数を用いた共重合体も好適である。また、これらのモノマーをテト
ラフルオロエチレンなどのモノマーとの共重合体も用いることができる。

また、主鎖に脂肪族環構造を有していなくても、結晶化度が小さければ（＝副屈折が小
さい）使用することができる。例えば、テトラフルオロエチレンとポリフルオロアルキル
ビニルエーテルとの共重合体であって、ビニルエーテル含有量を増やして結晶化度を小さ
くした重合体が挙げられる。

このうち、ポリフルオロアルキルビニルエーテルには、パーフルオロプロピルビニルエ
ーテルなどのパーフルオロアルキルビニルエーテルやパーフルオロ（３，６−ジオキサ−
５−メチル−１−ノネン）などのパーフルオロオキシアルキルビニルエーテル、メチルパ
ーフルオロ（４−ビニロキシ−ブタノエート）、メチルパーフルオロ（４，７−ジオキサ
−５−メチル−８−ノネノエート）などのエステル含有ビニルエーテル、パーフルオロ（
３，６−ジオキサ−４−メチル−７−ヘプテニルスルホニルフルオリド）などのフルオロ
スルホニル基含有ビニルエーテル、パーフルオロ（４，７−ジオキサ−５−メチル−８−
ノネノニトリル）などのシアノ基含有ビニルエーテルを例示することができる。また、テ
トラフルオロエチレンの代わりにフッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、トリ
フルオロエチレンなどを用いることができる。

そして、吐出ヘッド３４が制御装置３３からの駆動信号を受けると、対応するキャビテ
ィ３６が減圧・加圧されて、対応するノズルＮ内の下地層形成材料Ｆ１の界面（メニスカ
スＭ）がＺ矢印方向及び反Ｚ矢印方向に振動する。そして、下地層形成材料Ｆ１のメニス
カスＭが振動することによって、圧電素子ＰＺの伸張幅に相対する所定容量の下地層形成
材料Ｆ１が、対応するノズルＮから、液滴Ｄ１として吐出され、対応するノズルＮの反Ｚ
矢印方向に沿って飛行して、出射面２２ｂ上の着弾位置Ｐｎに着弾する。出射面２２ｂに
着弾した液滴Ｄ１は、隣接する液滴Ｄ１と合一して、下地層形成材料Ｆ１からなる液状膜
２４Ｌを形成する。

このとき、基板ステージ３１に載置される導光板２２は、その厚みが十分厚いために、
位置ズレや機械的変形（歪みや撓み等）を来たすことなく、基板ステージ３１に対する相
対位置を維持する。従って、導光板２２の出射面２２ｂには、出射面２２ｂの全面にわた
って膜厚を均一にした液状膜２４Ｌが形成される。

出射面２２ｂに液状膜２４Ｌを形成すると、導光板２２を、液滴吐出装置３０から搬出
して、液状膜２４Ｌ（フッ素系透明樹脂材料）を常温硬化、あるいは加熱硬化させる。そ
して、図５に示すように、出射面２２ｂの全面に、均一な膜厚を有した下地層２４を形成
する。

上記する下地層形成工程を終了すると、前記下地層２４のレンズ形成面２４ａに、レン
ズ形成材料Ｆ２の液滴Ｄを吐出してマイクロレンズ２５を形成するレンズ形成工程を行う
。

まず、図６に示すように、前記液滴吐出装置３０のキャビティ３６にレンズ形成材料Ｆ
２を導入して、基板ステージ３１に、下地層２４（目標吐出位置Ｐａ）を上側にした導光
板２２を載置する。

本実施形態のレンズ形成材料Ｆ２は、有機溶剤を含まない無溶媒材料であって、例えば
紫外線硬化性アクリル系樹脂や紫外線硬化性エポキシ樹脂等の紫外線硬化性樹脂である。
詳述すると、紫外線硬化性樹脂は、プレポリマー、オリゴマー及びモノマーの中で少なく
とも１種類と、光重合開始剤を含んだものである。

そのプレポリマー又はオリゴマーには、例えばエポキシアクリレート類、ウレタンアク
リレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、スピロアセタ
ール系アクリレート類等のアクリレート類や、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタ
クリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエーテルメタクリレート類等のメタ
クリレート類等を利用することができる。

また、モノマーには、例えば２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメ
タクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリル
アクリレート、イソボニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、１，３−ブ
タンジオールアクリレート等の単官能基モノマーや、１，６−ヘキサンジオールジアクリ
レート、１，６−ヘキサンジオールメタクリレート、ネオペンチグリコールアクリレート
、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート
、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
等の多官能性モノマーを利用することができる。

また、光重合開始剤には、例えば２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等
のアセトフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イソプロピル−α−ヒド
ロキシイソブチルフェノン等のブチルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセト
フェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、α，α−ジクロル−４−フ
ェノキシアセトフェノン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ−テ
トラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジ
ルジメチルケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル等のベン
ゾイン類、１−フェニルー１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オ
キシム等のオキシム類、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等のキサ
ントン類、ミヒラーケトン類のラジカル発生化合物等を利用することができる。

そして、基板ステージ３１及び吐出ヘッド３４を駆動すると、レンズ形成材料Ｆ２のメ
ニスカスＭの振動によって、所定容量のレンズ形成材料Ｆ２が、対応するノズルＮから、
液滴Ｄ（第２の液滴）として吐出されて、対応するノズルＮの反Ｚ矢印方向に沿って飛行
し、前記着弾位置Ｐｎに着弾する。

このとき、基板ステージ３１に載置される導光板２２は、その厚みが十分厚いために、
位置ズレや機械的変形（歪みや撓み等）を来たすことなく、基板ステージ３１に対する相
対位置を維持する。従って、下地層２４のレンズ形成面２４ａは、予め設定された各目標
吐出位置Ｐａを、基板ステージ３１の搬送移動によって、位置ズレ等を来たすことなく、
順次前記着弾位置Ｐｎに配置させる。着弾位置Ｐｎに配置される各目標吐出位置Ｐａには
、それぞれ吐出ヘッド３４から吐出された所定容量のレンズ形成材料Ｆ２が、液滴Ｄとし
て着弾する。そして、各目標吐出位置Ｐａに着弾した液滴Ｄは、前記下地層２４の撥液性
によって撥液されて、所定の形状（本実施形態では半球面状）を呈するようになる。

各目標吐出位置Ｐａに液滴Ｄを吐出すると、導光板２２を、液滴吐出装置３０から搬出
して、図７に示すように、レンズ形成面２４ａの略全面に紫外線Ｌｕを照射する。すなわ
ち、各目標吐出位置Ｐａの液滴Ｄに紫外線Ｌｕを照射し、液滴Ｄを硬化してレンズ形成面
２４ａに固着させる。これによって、下地層２４（レンズ形成面２４ａ）の各目標吐出位
置Ｐａに、外径が前記レンズ径Ｗａであって、隣り合うマイクロレンズ２５との間の距離
が離間距離Ｗｂとなる半球面状のマイクロレンズ２５を形成する。

そして、出射面２２ｂから出射する光を拡散可能にした下地層２４及びマイクロレンズ
２５を、導光板２２の出射面２２ｂに形成することができる。
次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。

（１）上記実施形態によれば、導光板２２の出射面２２ｂに、出射面２２ｂから入射し
た光を屈折して拡散する下地層２４を形成し、その下地層２４のレンズ形成面２４ａに、
マイクロレンズ２５を形成するようにした。従って、導光板２２の出射面２２ｂに、直接
、マイクロレンズ２５を形成する場合に比べて、下地層２４を介在させる分だけ、出射面
２２ｂからの光を拡散する拡散効率を向上することができ、導光板２２から出射する光の
輝度と、その均一性を向上することができる。

その結果、出射面２２ｂから出射した光を拡散するための拡散シートを、別途導光板２
２の液晶パネル２側に配設することなく、バックライト３を構成することができる。その
ため、バックライト３の部品点数や製造工程、製造コストを削減することができ、バック
ライト３の生産性、ひいては液晶表示装置１の生産性を向上することができる。

（２）上記実施形態によれば、導光板２２の出射面２２ｂに、下地層形成材料Ｆ１の液
滴Ｄ１を吐出して液状膜２４Ｌを形成し、その液状膜２４Ｌを常温硬化する、あるいは加
熱硬化することによって、下地層２４を形成するようにした。

その結果、導光板２２と異なる屈折率を有したシート等によって拡散効率を向上させる
場合に比べて、バックライト３を製造するための部材点数を削減することができ、バック
ライト３を組み立てる組立工程数を削減することができる。

（３）上記実施形態によれば、下地層２４のレンズ形成面２４ａに、レンズ形成材料Ｆ
２の液滴Ｄを吐出し、吐出した液滴Ｄに紫外線を照射して、マイクロレンズ２５を形成す
るようにした。

その結果、フォトリソグラフィ法等による表面加工や射出成形等によって導光板２２（
マイクロレンズ２５）を製造する場合に比べて、マスクやレプリカ等を形成する製造工程
や製造コストを削減することができる。しかも、紫外線照射によって液滴Ｄを硬化させる
ため、液滴Ｄに加熱処理や減圧処理を施してマイクロレンズ２５を形成する場合に比べて
、導光板２２の熱的変形や機械的変形を回避することができる。

従って、出射面２２ｂから入射した光を拡散可能にした導光板２２を、より簡便な方法
で製造することができ、その生産性を向上することができる。
（４）しかも、液滴Ｄ１，Ｄの着弾位置の位置ズレ等を来たすことなく、均一な膜厚の
下地層２４を形成することができ、所定の形状のマイクロレンズ２５を、予め定めた目標
吐出位置Ｐａに形成することができる。その結果、出射面２２ｂから出射する光の拡散効
率を、確実に向上することができる。

（５）上記実施形態によれば、レンズ形成材料Ｆ２からなる液滴Ｄを撥液するフッ素系
透明樹脂材料によって下地層２４を形成するようにした。従って、吐出した液滴Ｄの濡れ
広がりを制御することができ、所定の形状のマイクロレンズ２５を、確実に形成すること
ができる。

（６）上記実施形態によれば、マイクロレンズ２５を、導光板２２と異なる屈折を有し
た材料で形成するようにした。従って、導光板２２の拡散効率を、さらに向上させること
ができる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、下地層２４を出射面２２ｂ上に一層だけ堆積させる構成にしたが
、これに限らず、例えば互いに異なる屈折率を有した下地層２４を、２層以上に重ねて積
層する構成にしてもよい。

○上記実施形態では、下地層２４をインクジェット法で形成する構成にしたが、これに
限らずスピンコート法やディスペンサ法によって形成してもよい。
○上記実施形態では、マイクロレンズ２５を半球面状の凸レンズとして具体化した。こ
れに限らず、例えばマイクロレンズ２５を凹レンズやレンチキュラーレンズとして具体化
してもよく、導光板２２の出射面２２ｂからの光を出射して拡散するレンズであればよい
。

○上記実施形態では、出射面２２ｂの全体に、均一な形状のマイクロレンズ２５を、最
密に形成するように構成した。これに限らず、例えば導光板２２から出射される光の輝度
の高い領域にマイクロレンズ２５を最密に形成し、輝度の低い領域に、少数のマイクロレ
ンズ２５を形成するようにしてもよい。すなわち、マイクロレンズ２５の数量分布や形状
等は、導光板２２の出射する光の輝度の均一性を向上するものであればよい。

○上記実施形態では、液滴Ｄを撥液するフッ素系透明樹脂材料によって下地層２４を形
成する構成にした。これに限らず、例えば下地層２４を透明樹脂材料によって形成し、そ
の下地層２４のレンズ形成面２４ａに、フッ素系のプラズマ処理等を施して、液滴Ｄを撥
液する撥液性を付与する構成にしてもよい。

○上記実施形態では、レンズ形成材料Ｆ２を紫外線硬化性樹脂によって構成したが、こ
れに限らず、例えばポリアミック酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステル等のポリイ
ミド前駆体であってもよい。尚、この際、出射面２２ｂに吐出した液滴Ｄは、加熱キュア
処理によるイミド化反応によって、ポリイミド樹脂として硬化させるのが好ましい。

○上記実施形態では、マイクロレンズ２５の液晶パネル２側にプリズムシート２６を配
設して、導光板２２からの光を、液晶パネル２側に揃えて、液晶パネル２を照明する照明
光Ｌの輝度を向上する構成にした。これに限らず、例えば導光板２２（下地層２４及びマ
イクロレンズ２５）によって十分な輝度が得られる場合には、プリズムシート２６を省略
する構成であってもよい。これによれば、バックライト３の部品点数を、さらに削減する
ことができ、バックライト３の生産性、ひいては液晶表示装置１の生産性を、さらに向上
することができる。

○上記実施形態では、圧電素子ＰＺの伸縮動によって液滴Ｄ１，Ｄを吐出する構成にし
た。これに限らず、例えばキャビティ３６内に抵抗加熱素子を設け、その加熱による気泡
生成によって液滴Ｄ１，Ｄを吐出する構成であってもよい。

○上記実施形態では、光学基板をエッジライト型バックライトの導光板２２として具体
化した。これに限らず、例えば直下型バックライトの拡散板として具体化してもよい。

本実施形態の液晶表示装置の概略斜視図。 同じく、液晶表示装置の概略断面図。 同じく、マイクロレンズを説明する平面図。 同じく、導光板の製造工程を説明する説明図。 同じく、導光板の製造工程を説明する説明図。 同じく、導光板の製造工程を説明する説明図。 同じく、導光板の製造工程を説明する説明図。

符号の説明

１…電気光学装置としての液晶表示装置、３…面状照明装置としてのバックライト、２
１…光源、２２…光学基板としての導光板、２２ａ…入射面、２２ｂ…出射面、２２ｒ…
反射面、２４…下地層、２４ａ…レンズ形成面、２５…マイクロレンズ、Ｄ，Ｄ１…液滴
、Ｆ１…下地層形成材料、Ｆ２…レンズ形成材料、Ｌｕ…紫外線。

Claims (9)

1. 基板の入射面から前記基板内に入射した光を、前記基板の出射面から出射して拡散する光
   学基板において、
   前記基板の屈折率と異なる屈折率を有して前記基板の前記出射面に堆積され、前記出射
   面から出射する光を前記出射面で屈折させて導入し、前記導入した光を前記出射面と相対
   向するレンズ形成面から出射する下地層と、
   前記レンズ形成面から突出するレンズ面を有して、前記下地層から入射する光を前記レ
   ンズ面から出射して拡散するマイクロレンズと、
   を備えたことを特徴とする光学基板。
2. 請求項１に記載の光学基板において、
   前記マイクロレンズは、前記下地層と異なる屈折率を有したことを特徴とする光学基板
   。
3. 請求項１又は２に記載の光学基板において、
   前記基板は、前記入射面から入射する光を、前記出射面と、前記出射面と相対向する前
   記基板の反射面で反射して、前記出射面に導く導光板であることを特徴とする光学基板。
4. 基板の入射面から入射した光を、前記基板の出射面から出射して拡散する光学基板の製造
   方法において、
   前記基板の前記出射面に下地層形成材料を含む第１の液滴を吐出し、前記出射面に着弾
   した前記第１の液滴を硬化することによって、前記出射面の出射する光を前記出射面で屈
   折して導入し、前記導入した光を前記出射面と相対向するレンズ形成面から出射する下地
   層を形成する下地層形成工程と、
   前記下地層の前記レンズ形成面にレンズ形成材料を含む第２の液滴を吐出し、前記レン
   ズ形成面に着弾した前記第２の液滴を硬化することによって、前記下地層から入射する光
   を出射して拡散するマイクロレンズを形成するレンズ形成工程と、
   を備えたことを特徴とする光学基板の製造方法。
5. 請求項４に記載の光学基板の製造方法において、
   前記下地層は、前記第２の液滴を撥液する撥液性を備えたことを特徴とする光学基板の
   製造方法。
6. 請求項４又は５に記載の光学基板の製造方法において、
   前記レンズ形成面に着弾した前記第２の液滴に紫外線を照射して前記第２の液滴を硬化
   するようにしたことを特徴とする光学基板の製造方法。
7. 請求項４〜６のいずれか１つに記載の光学基板の製造方法において、
   前記基板は、前記入射面から入射する光を、前記出射面に導く導光板であることを特徴
   とする光学基板。
8. 光源と、前記光源から入射面に導入された光を出射面から出射する光学基板とを備えた面
   状照明装置において、
   前記光学基板は、請求項４〜７のいずれか１つに記載の光学基板であることを特徴とす
   る面状照明装置。
9. 面状照明装置からの光を変調して出射する電気光学装置において、
   前記面状照明装置は、請求項８に記載の面状照明装置であることを特徴とする電気光学
   装置。

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